1、第4讲 氧化还原反应,-2-,-3-,考点一,考点二,考点三,氧化还原反应概念辨析及规律应用 真题示例 1.(2019北京理综,10)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( ),答案,解析,-4-,考点一,考点二,考点三,2.(2018北京理综,9)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( ),答案,解析,-5-,考点一,考点二,考点三,3.(高考题组合)下列说法中正确的有 。 向2 mL 0.1 molL-1的FeCl3溶液中加足量铁粉,振荡,加1滴KSCN溶液,黄色逐渐消失,加KSCN溶液颜色不变,则还原性:FeFe2+ 将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集
2、气瓶;集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生,则CO2具有氧化性 SO2通入含HCl、BaCl2的FeCl3溶液中,产生白色沉淀,说明SO2有还原性 SO2通入H2S溶液中,产生黄色沉淀,说明SO2有氧化性,答案,解析,-6-,考点一,考点二,考点三,答题模板 解答氧化还原反应规律应用题的“三步骤” 第一步:分析化合价的变化,准确判断相关概念。 “升失氧,降得还;剂性一致,其他相反。”“剂性一致”即氧化剂具有氧化性,还原剂具有还原性。“其他相反”即氧化剂被还原,发生还原反应,生成还原产物;还原剂被氧化,发生氧化反应,生成氧化产物。 第二步:依据规律判断反应的合理性。 氧化还原反应遵循强弱律、
3、优先律、转化律等,同时应掌握化合价与氧化性的关系,“高价氧,低价还,中间价态两面转”。 第三步:利用电子守恒进行定量判断。 有关氧化还原反应的定量问题,利用得、失电子守恒法可以简化计算过程。对于生疏的或多步氧化还原反应,可直接找出起始的氧化剂、还原剂和最终的还原产物、氧化产物,利用原子守恒和电子守恒,建立已知量与未知量的关系,然后列等式求解。,-7-,考点一,考点二,考点三,考点突破 1.氧化还原反应概念间的关系,-8-,考点一,考点二,考点三,2.牢记常见的氧化剂和还原剂 (1)常见氧化剂及其还原产物。,-9-,考点一,考点二,考点三,(2)常见还原剂及其氧化产物。,-10-,考点一,考点二
4、,考点三,3.氧化还原反应中的“四大规律”,-11-,考点一,考点二,考点三,4.利用相关规律解答氧化还原反应问题的三步骤 (1)准确判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,并根据方程式确定其强弱。 (2)氧化还原反应按照“先强后弱”的反应顺序进行。 (3)灵活应用“化合价升降总数相等”“电荷守恒”及“得失电子守恒”进行简单计算。,-12-,考点一,考点二,考点三,5.有关氧化性、还原性强弱比较的规律 (1)根据金属、非金属活动性顺序比较。 金属活动性顺序:金属单质的还原性越强,其对应离子的氧化性越弱。 非金属活动性顺序:一般元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,对应非金属离子的还原性越弱
5、。 (2)根据原电池两极和电解池两极的放电顺序进行判断。 原电池中,一般活动性较强的金属作负极,活动性较弱的金属作正极;电解池中,阳极上物质的放电顺序即为对应物质还原性由强到弱的顺序,阴极上的阳离子放电顺序即为阳离子氧化性由强到弱的顺序。,-13-,考点一,考点二,考点三,应考训练 考向1 氧化还原反应的概念辨析 1.(2019安徽肥东高级中学月考)化学实验中,如使某步中的有害产物作为另一步的反应物,形成一个循环,就不再向环境排放该种有害物质。例如,铬的化合物有以下循环关系: 下列有关说法中正确的是( ) A.上述物质中只有Na2CrO4可作氧化剂 B.发生反应,一定要加入氧化剂 C.发生反应
6、时,消耗Na2Cr2O7的物质的量与转移的电子的物质的量之比为16 D.从反应来看,CrCl3不能用Cr(OH)3与盐酸反应来制取,答案,解析,-14-,考点一,考点二,考点三,考向2 氧化还原反应的“强弱规律” 2.(2019安徽定远中学月考)已知H2SO3+I2+H2O = H2SO4+2HI。将0.1 mol Cl2通入100 mL含等物质的量的HI与H2SO3的混合溶液中,有一半的HI被氧化,则下列说法正确的是( ) A.物质的还原性:HIH2SO3HCl B.H2SO3的物质的量浓度为0.6 molL-1 C.若再通入0.05 mol Cl2,恰好能将HI和H2SO3完全氧化 D.通
7、入0.1 mol Cl2发生反应的离子方程式为,答案,解析,-15-,考点一,考点二,考点三,考向3 氧化还原反应的“先后规律” A.还原性强弱顺序为:Fe2+Br-Mn2+Cl- B.中Cl-是Cl2的氧化产物,中Cl2是Cl-的还原产物 C.若向酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液,可观察到紫色褪去 D.1 mol Cl2通入含1 mol FeBr2的溶液中,反应的离子方程式为,答案,解析,-16-,考点一,考点二,考点三,考向4 氧化还原反应的“守恒规律” 4.(2019福建华安一中二模)汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3 = K2O+xNa2O+16N2,下列
8、说法错误的是( ) A.x=5 B.每生成16 mol N2转移10 mol电子 C.N2既是氧化产物又是还原产物 D.反应后氧化产物与还原产物的质量之比为115,答案,解析,-17-,考点一,考点二,考点三,新情景下氧化还原反应方程式的书写 真题示例 1.(高考题组合)(1)(2019全国3节选)MnS和MnO2用硫酸溶浸有S析出,写出溶浸反应的化学方程式: 。 (2)(2019江苏化学节选)在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和 ,其离子方程式为 。,答案,解析,-18-,考点一,考点二,考点三,2.(2017海南化学节选)在酸性条件下,可发生如下反应: 中M的化合价是( )
9、 A.+4 B.+5 C.+6 D.+7,答案,解析,-19-,考点一,考点二,考点三,3.(高考题组合)书写下列反应的方程式。 (1)(2018全国1节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式: 。 (2)(2018天津理综节选)NO被H2O2氧化为 的离子方程式是 。 (3)(2016全国1节选)工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2,则NH3与NO2反应的化学方程式为 。,-20-,考点一,考点二,考点三,-21-,考点一,考点二,考点
10、三,-22-,考点一,考点二,考点三,-23-,考点一,考点二,考点三,考点突破 1.氧化还原反应方程式的配平步骤及方法 氧化还原反应方程式的配平可依据“得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒”顺利解答。 (1)配平步骤。 标变价列变化求总数配系数细检查,-24-,考点一,考点二,考点三,(2)配平方法。 正向配平法:如果被氧化、被还原的元素分别在两种不同的反应物中,通常从方程式左边进行配平。 逆向配平法:对于自身氧化还原反应或反应物只有一种的情况,一般从方程式右边进行配平较简便。 缺项配平法:这类方程式中通常少写一种反应物或生成物(通常这种物质既不是氧化剂和还原剂,也不是氧化产物和还原产物)的化学
11、式,要求确定其化学式并配平。此类方程式可先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,最后由质量守恒、电荷守恒确定所缺物质(分子或离子)的化学式和化学计量数。,-25-,考点一,考点二,考点三,2.新情景下陌生氧化还原反应方程式的书写与配平 根据题目叙述从文字信息中提炼反应物、生成物,进而分析反应中电子的得失情况,其流程为:,-26-,考点一,考点二,考点三,应考训练 考向 新情景下氧化还原反应方程式的书写 1.(2019安徽合肥一模)已知反应As2S3+HNO3+XH3AsO4+H2SO4+NO,下列关于该反应的说法不正确的是( ) A.X为H2O B.参加反应的HNO3全部被还原
12、C.氧化产物为H2SO4和H3AsO3 D.生成1 mol H3AsO3转移2 mol e-,答案,解析,-27-,考点一,考点二,考点三,2.(2019湖北武汉调研测试节选)高纯硝酸锶Sr(NO3)2可用于制造信号灯,光学玻璃等。工业级硝酸锶含硝酸钙、硝酸钡等杂质,提纯流程如下:,-28-,考点一,考点二,考点三,已知:“滤渣1”的成分为Ba(NO3)2、Sr(NO3)2 铬酸(H2CrO4)为弱酸 (1)已知“滤液2”中过量的H2CrO4被N2H4还原为Cr3+,同时放出无污染的气体,该反应的离子方程式为 。 (2)已知Cr(OH)3类似氢氧化铝,还原后溶液的pH不能大于8的原因是(结合离
13、子方程式说明理由) 。 (3)为了测定“滤渣2”中BaCrO4的含量,进行以下实验: “滤渣2”中BaCrO4与HI反应的离子方程式为 。,-29-,考点一,考点二,考点三,-30-,考点一,考点二,考点三,氧化还原反应的计算 真题示例 1.(2019全国2节选)立德粉ZnSBaSO4(也称锌钡白),是一种常用的白色颜料。回答下列问题: 成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.100 0 molL-1的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5 min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.100 0 molL-1
14、Na2S2O3溶液滴定,反应式为 测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为 ,样品中S2-的含量为 (写出表达式)。,-31-,考点一,考点二,考点三,-32-,考点一,考点二,考点三,2.(2019江苏化学,18)聚合硫酸铁Fe2(OH)6-2n(SO4)nm广泛用于水的净化。以FeSO47H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。 (1)将一定量的FeSO47H2O溶于稀硫酸,在约70 下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式为 ;水解聚合反应会导致溶液的pH 。,-33-,考点一,考
15、点二,考点三,(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000 g,置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。用5.00010-2 molL-1K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中 与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。 上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将 (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。 计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。,-34-,考点一,考点二,考点三,-35-,考点一,考点二,考
16、点三,-36-,考点一,考点二,考点三,-37-,考点一,考点二,考点三,考点突破 氧化还原反应计算中重要的解题方法电子守恒法 (1)应用电子守恒解题的三步骤。 “一找各物质”:找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 “二定得失数”:确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中的原子个数)。 “三列关系式”:根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出关系式: n(氧化剂)变价原子个数化合价变化值=n(还原剂)变价原子个数化合价变化值 (2)对于多步连续进行的氧化还原反应,只要中间各步反应过程中电子没有损耗,可直接找出起始物和最终产物,略去中间产物,建立起始物和最终产物之间的电子守恒关系,从
17、而快速求解。,-38-,考点一,考点二,考点三,应考训练 考向 氧化还原反应的计算 1.(2019安徽安庆调研)为测定某草酸晶体(H2C2O42H2O)样品的纯度,现称取一定质量的该样品,配制成100 mL溶液,取25.00 mL该溶液置于锥形瓶中,加适量稀硫酸,用0.100 molL-1的KMnO4溶液滴定(杂质不参与反应)。为省去计算过程,当称取样品的质量为某数值时,滴定所用KMnO4溶液的毫升数恰好等于样品中草酸晶体质量分数的100倍。则应称取样品的质量为( ) A.2.25 g B.3.15 g C.9.00 g D.12.6 g,答案,解析,-39-,考点一,考点二,考点三,2.(2
18、019湖南长沙重点中学联考)在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液,加入KIO3和析出I2的物质的量的关系如图所示,则下列说法错误的是( ) A.a点时NaHSO3过量 B.b点时还原产物为I- C.b点到c点,KIO3与NaHSO3反应生成I2 D.加入的KIO3为0.4 mol或1.12 mol时,反应后溶液中的I-均为0.4 mol,答案 C,-40-,考点一,考点二,考点三,-41-,考点一,考点二,考点三,3.(2019广东三校期末节选)稀土是一种重要的战略资源。氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈等稀土元素的重要矿物原料。氟碳铈矿的冶炼工艺流程如下:,-
19、42-,考点一,考点二,考点三,已知:.铈的常见化合价为+3、+4价。焙烧后铈元素转化成CeO2和CeF4。四价铈不易进入溶液,而三价稀土元素易进入溶液。 .酸浸中发生反应9CeO2+3CeF4+45HCl+3H3BO3 = Ce(BF4)3+11CeCl3+6Cl2+27H2O。 请回答下列问题。 (1)焙烧氟碳铈矿的目的是 。焙烧后产生的CeO2是汽车尾气净化器中催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生着CeO2 CeO2(1-x)+xO2的循环。写出CeO2消除CO尾气的化学方程式: 。,-43-,考点一,考点二,考点三,(2)在酸浸中用盐酸浸出时,
20、有少量铈进入滤液,且产生黄绿色气体。少量铈进入稀土溶液发生反应的离子方程式为 。 (3)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品5.000 g,加酸溶解后,向其中加入含0.033 00 mol FeSO4的FeSO4溶液使Ce4+全部被还原成Ce3+,再用0.100 0 molL-1的酸性KMnO4标准溶液滴定至终点时,消耗20.00 mL标准溶液。则该产品中Ce(OH)4的质量分数为 已知氧化性:Ce4+KMnO4;Ce(OH)4的相对分子质量为208。,-44-,考点一,考点二,考点三,-45-,考点一,考点二,考点三,-46-,热点(三) 氧化还原型离子方程式的书写 氧化还原型离子方程式的书
21、写,能较好地考查学生对氧化还原反应和离子反应有关理论的理解和应用,这也是近几年高考的热点题型。氧化还原型离子方程式最能体现学科核心素养:电子得失和电荷守恒变化观念与平衡思想,离子方程式配平模型认知,氧化性、还原性宏观辨识与微观探析。氧化还原反应、离子反应是中学化学基础知识体系的核心,所有涉及氧化还原反应、离子反应的考点都是结合具体的化学物质进行命题的。,-47-,(一)审题关注什么 1.审题的关键点 (1)根据所学知识和题目所给信息(包括图像、工艺流程图等),找出氧化还原反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。 (2)使化合价升降的总数目相等(得失电子总数相等),确定氧化剂、还原剂、氧化产
22、物、还原产物的化学计量数。 (3)观察方程式两边离子所带电荷数是否相等,若不等,则要使电荷守恒,根据反应是在何种环境(酸性、碱性)中进行补充H+或OH-。若在酸性环境中,一边加a个H+(电荷守恒),另一边加b个H2O(原子守恒);若在碱性环境中,一边加m个OH-(电荷守恒),另一边加n个H2O(原子守恒)。,-48-,2.防范失分点 (1)理解并记住常见氧化剂或还原剂的反应产物。 (2)能运用“有升必有降”找出隐含反应物或生成物。 (3)运用电子得失守恒时要看清化学式中变价元素的原子个数(特别是同种物质中的同种元素有不同的升降变化)。 (4)运用电荷守恒时,要准确把握H+与OH-的使用符合题中
23、反应环境。,-49-,(二)题目考什么,反应,生成Mn2+和CO2,该反应的离子方程式是 。,-50-,-51-,-52-,应考训练 根据要求填写下列空白。 (1)实验室一般采用次氯酸钠碱性溶液氧化尿素()制备水合肼(N2H4H2O),其离子方程式为: 。 (2)V2O5在酸性条件下具有较强的氧化性,还原产物为V3+,写出向V2O5酸性悬浊液中通入SO2反应的离子方程式: 。 (3)NaCN不慎泄漏时,消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理,以减少污染。反应生成一种酸式盐和一种气体,二者溶于水均呈碱性,该反应的离子方程式为 。 (4)向氢氧化钠溶液中加入双氧水,然后通入ClO2可以制取Na
24、ClO2,写出反应的离子方程式: 。,-53-,(6)研究表明,单质Fe和Fe2+都可以还原MnO2。在硫酸存在的条件下,MnO2将Fe氧化为Fe3+的离子方程式是 。 (7)含 的废水在酸性条件下能用Fe3O4处理得到含Cr3+的溶液,反应的离子方程式为 。 (8)氯酸钠在酸性条件下能氧化Fe2+,本身被还原为Cl-,相关的离子方程式为 。 (9)常温下二氧化氯为黄绿色气体,有强氧化性,能与NaOH溶液反应生成等物质的量的两种盐,其中一种为NaClO3,相关的离子方程式为 。,-54-,-55-,解析 本题要结合题目信息,依据氧化还原反应得失电子守恒、离子反应质量守恒和电荷守恒等相关规律,先写出反应物和产物,然后配平即可。,
